Linux网络编程基础_5_网络层（五）--路由协议与IP组播

浏览数：130 / 时间：2015年06月20日

网络层（五）

--路由协议与IP组播

一、路由协议

1、自治系统

自治系统是由同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合。AS内部运行内部网关协议(IGP),AS 之间运行外部网关协议(EGP)。

2、内部网关协议与外部网关协议

根据是否在一个自治系统（AutonomousSystem，AS）内部使用，路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。

这里的自治系统指具有统一管理机构、统一路由策略的网络。Internet由一系列的自治系统组成，各个自治系统经核心路由连接主干网。每个自治系统一般是一个组织实体（比如公司、ISP等）内部的网络与路由器结合。

在一个自治系统内部运行的路由协议称为内部网关协议IGP（InteriorGateWayProtocol），目前最流行的是RIP协议、OSPF协议等，这些协议没有一个是占主导地位的，但是RIP可能是最常见的IGP协议。

用于不同自治系统之间的路由协议称为外部网关协议EGP（ExteriorGatewayProtocol）。外部网关协议起着连接不同自治区域并在各个自治区域间转发路由数据包的桥梁作用。典型的外部网关协议是边界网关路由协议BGP（BorderGateway Protocol）。

3、RIP协议

RIP(RoutingInformationProtocol)路由协议就是一种动态路由协议,它采用距离矢量算法,距离矢量算法就是相邻的路由器之间互相交换整个路由表,并进行矢量的叠加,最后达到知道整个网络路由。它通过UDP报文交换路由信息,每隔30秒向外发送一次更新报文。如果路由器经过180秒没有收到来自对端的路由更新报文,则将所有来自此路由器的路由信息标记为不可达,若在其后 120秒内仍未收到更新报文,就将这些路由从路由表中删除。

4、OSPF路由协议

1）OSPF概述

OSPF是openshortest path first（开放最短路由优先协议）的缩写。

它是IETF(InternetEngineering TaskForce，Internet工程任务组)组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议的典型代表。用于在单一自治系统(autonomoussystem,AS)内决策路由。与RIP相对，OSPF是链路状态路由协议，而RIP是距离向量路由协议。链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。

2）OSPF特征

适应范围：支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器；同时OSPF也支持可变长子网掩码VLSM；

快速收敛：在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步,当网络拓外改变后迅速收敛，协议带来的网络开销很小；

无自环：由于ospf根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法本身保证了不会生成自环路由；

区域划分：允许自治系统的网络被划分成区域来管理，从而减少了占用的网络带宽；

等价路由：支持到同一目的地址的多条等价路由；

路由分级：使用4类不同的路由，按优先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由；

支持验证：支持基于接口的报文验证以保证路由计算的安全性，也可以防止对路由器、路由协议的攻击行为；同时OSPF数据包直接封装于IP协议之上（使用协议号89）；

组播发送：支持组播地址（对所有DR/BDR路由器的组播地址为224.0.0.6，对所有的非DR/BDR路由器的组播地址为224.0.0.5）；同时OSPF并不是周期性地广播路由表，节省了宝贵的带宽资源；并且OSPF数据包的TTL值被设为1，即OSPF数据包只能被传送到1跳范围之内的邻居路由器。

3)OSPF数据包类型

编号	类型	用途
1	HELLO报文	发现邻居、维持邻居关系、选举DR/BDR
2	数据库描述报文	交换链路状态数据库LSA头
3	链路状态请求	请求一个指定的LSA数据细节
4	链路状态更新	发送被请求的LSA数据包
5	链路状态确认	对链路状态更新包的确认

4)OSPF数据包头部结构

5、BGP路由协议

BGP(BorderGatewayProtocol)是一种自治系统间的动态路由协议,它的基本功能是在自治系统间自动交换无环路的路由信息,通过交换带有自治系统号(AS)序列属性的路径可达信息,来构造自治区域的拓扑图,从而消除路由环路并实施用户配置的路由策略。与OSPF和 RIP等在自治区域内部运行的协议对应,BGP 是一类 EGP( Exterior Gateway Protocol) 协议,OSPF 和 RIP等为 IGP而 (InteriorGateway Protocol) 协议。

二、IP组播

1、简介

Ip组播（IP　multicasting）是对硬件组播的抽象，是对标准IP网络层协议的扩展。它通过使用特定的IP组播地址，按照最大投递的原则，将IP数据包传输到一个组播群组（multicast　group）的主机集合。它的基本方法是：当某一个人向一组人发送数据时，它不必将数据向每一个人都发送数据，只需将数据发送到一个特定的预约的组地址，所有加入该组的人均可以收到这份数据。这样对发送者而言，数据只需发送一次就可以发送到所有接收者，大大减轻了网络的负载和发送者的负担。